17、3D打印部件的物理化学特性及材料应用解析

3D打印部件的物理化学特性及材料应用解析

在3D打印领域，材料的选择对于打印部件的性能和应用至关重要。不同类型的材料具有各自独特的物理和化学特性，适用于不同的场景。本文将详细介绍几种常见的3D打印材料及其特性，以及聚合物复合材料的分类和3D打印部件的物理化学表征。

1. 适用材料类型

1.1 非晶态聚合物 - 聚醚酰亚胺（PEI）

PEI是一种在20世纪80年代初由GE塑料部门的Joseph Wirth开发的聚合物。它是一种具有半透明琥珀色特征的非晶态塑料，具有耐高温、良好的尺寸稳定性、化学抗性、阻燃性、强电性能、高强度和高刚性等优点。通过添加玻璃纤维、碳纤维或其他填料可以实现增强改性，还能与其他工程塑料形成耐热聚合物合金，广泛应用于航空和电气电子行业。其玻璃化转变温度为217°C，240°C开始熔化，适合制造承受大量摩擦的功能部件和需要定期高压灭菌的医疗工具，并且由于其化学稳定性，也适用于户外和暴露在紫外线辐射下的部件。

1.2 半结晶聚合物

• 聚丙烯（PP） ：是聚烯烃的均聚物成员，是广泛使用的低密度、低成本热塑性半结晶聚合物之一。因其物理和化学性质，常用于军事、家电、汽车和建筑等不同行业。但与其他工程塑料（如PC和PA）相比，其热、电和机械性能较低，在干剪切条件下摩擦系数高。通过与纳米颗粒形式的无机填料结合可改善其机械性能，对稀酸或浓酸、醇、碱和矿物油具有良好的化学抗性，其打印部件适用于耐腐蚀应用，并且具有生物相容性，可用于永久性外科植入物。
• 聚乙烯（PE） ：是最受欢迎的热塑性材料之一，轻质耐用，常用于冷冻食品袋、